cap 2

Indrumator pentru proiectarea elementelor din beton armate cu plase sudate _____________________________________________________________________

2. ALCATUIREA PLASELOR SUDATE

2.1. Oteluri utilizate la executia plaselor sudate

2.1.1. Oteluri recomandate de normele europene

Perspectiva apropiata privind intrarea Romaniei in Comunitatea

Europeana face necesara cunoasterea si folosirea otelurilor de pe piata

continentala.

Otelul folosit ca armatura poate fi impartit in doua categorii:

sudabil si nesudabil.

Marea majoritate a otelurilor folosite in constructii au proprietatea

de a fi sudabile. Capacitatea de a fi sudat este in principiu controlata de

compozitia chimica a otelului, in particular de carbon (C) si de alte

impuritati ale otelului cum ar fi sulful (S), fosforul (P) si azotul (N). De

aceea multe norme pentru otel definesc gradul de sudabilitate in functie

de continutul acestor elemente chimice si de alte elemente de aliere. In

acest sens se defineste o valoare echivalenta a continutului de carbon:

Ceq = C+ 6Mn +

5VMoCr ++ +

15CuNi +

in care simbolurile elementelor chimice indica continutul lor in procente

din masa:

C=carbon; Mn=mangan; Cr=crom; Mo=molibden; V=vanadiu;

Ni=nichel; Cu=cupru.

Otelul este considerat sudabil daca nu se depasesc valorile

specificate in standarde pentru principalii componenti si continutul

echivalent de carbon [1].

In tabelul 2.1 este dat continutul maxim (in procente de masa) al

principalelor componente pentru otel sudabil conform prEN 10080 si

_____________________________________________________________________ 2-1


_____________________________________________________________________ 2-2

ENV 10080. Trebuie observat ca nu numai valoarea Ceq este limitata, dar

si continutul de carbon (C), sulf (S), fosfor (P) si nichel (Ni) ; continutul

mai mare de nichel (Ni) este permis daca exista o cantitate suficienta de

azot care sa poata lega celelalte elemente.

Tabel 2.1 Tipul

analizei Carbon

echivalent Ceq ( % )

Carbon C ( % )

Sulf S ( % )

Fosfor P ( % )

Nichel Ni ( % )

Analiza sarjei

0.50 0.22 0.050 0.050 0.012

Analiza produs finit

0.52 0.24 0.055 0.055 0.013

Sudabilitatea depinde si de procedeul de sudare, cu arc, cu flacara,

prin frecare sau prin rezistenta electrica asa cum este cazul plaselor

sudate. In cazul utilizarii procedeului de sudare cu flacara cap la cap,

continutul de carbon (C) trebuie sa fie mai mic de 0.6%, sulful (S) si

fosforul (P) impreuna mai putin de 0.12% iar siliciul (Si) sub 0.60%.

Otelul folosit pentru confectionarea armaturilor poate fi clasificat

dupa rezistenta si ductilitate. Aceste proprietati depind nu numai de

compozitia chimica a otelului, ci si de procedeul de producere si de

eventualele tratamente ulterioare.

La inceput se utiliza in Europa otel cu rezistenta relativ scazuta

( efortul unitar de curgere garantat intre 220 si 350 N/mm2 ), dar in

prezent se produce otel sudabil pentru armaturi cu un efort unitar de

curgere garantat intre 450 si 500 N/mm2 .

In conformitate cu CEB-FIB Model Code 1990 (MC 90) si

standardele europene pentru armaturi de otel ( ENV 10080 (1994) si

prEN 10080 (1998) ) valoarea caracteristica a efortului unitar de curgere

defineste, in N/mm2, urmatoarele tipuri de otel : 450, 480 si 500.


Otelurile cu un efort unitar caracteristic de curgere mai mare de

500 N/mm2 necesita studii suplimentare privind validitatea regulilor de

proiectare prevazute in MC 90.

In orice caz apare un spor de rezistenta fata de valoarea

caracteristica a efortului unitar de curgere care nu ar trebui sa depaseasca

20% din aceasta.

In general otelurile microaliate prelucrate la cald sunt caracterizate

de o valoare redusa a rezistentei si o ductilitate ridicata fata de otelurile

prelucrate la rece. In MC 90 sunt definite clasele de ductilitate in functie

de raportul valorilor caracteristice ale rezistentei la intindere ( ft ) si

efortul unitar de curgere ( fy ).

Astfel pentru oteluri de tipul max. 500 exista urmatoarele clase de

ductilitate :

- clasa A : ( ft / fy )k 1.08 si uk 5.0 % - clasa B : ( ft / fy )k 1.05 si uk 2.5 % - clasa S : ( ft / fy )k 1.15 si uk 6.0 %

in care uk reprezinta valoarea caracteristica a deformatiei specifice ultime a otelului.

Otelul pentru constructii mai poate fi clasificat si in functie de

natura suprafetei exterioare a barelor si de diametrul lor.

In functie de natura suprafetei exterioare se produc bare netede,

bare cu profilatura si bare cu amprente. Barele netede au o suprafata

lipsita de orice nervura sau amprenta. Barele cu nervuri sunt caracterizate

de cel putin doua siruri de nervuri transversale uniform distribuite pe

toata lungimea barei, iar barele amprentate au amprente uniform

distribuite pe toata lungimea lor - fig. 2.1. Numai otelul cu nervuri

transversale este recomandat a se utiliza ca armatura de rezistenta in timp

_____________________________________________________________________ 2-3


e otelul neted si amprentat poate fi intrebuintat ca armatura constructiva

inclusiv sub forma de plase sudate.

=4060

Fig. 2.1 Bare cu nervuri

Plasele sudate sunt formate din doua siruri paralele si echidistante

de bare sau sarme sudate cu acelasi diametru sau cu diametre diferite, cu

aceeasi lungime sau cu lungimi diferite. Sunt recomandate la armarea

placilor de beton armat si a altor elemente de suprafata.

Deoarece sudarea in puncte a barelor influenteaza local

proprietatile otelului, controlul acestui proces trebuie sa garanteze ca la

scara produsului sunt pastrate proprietatile initiale ale materialului. Acest

lucru este asigurat de timpul de racire al sudurilor ( daca durata de racire

este redusa are loc o ecruisare a otelului insotita de o reducere a

ductilitatii ) si de viteza de sudare ( obisnuit intre 50 si 120 de suduri in

puncte pe minut ) care trebuie aleasa si in functie de compozitia chimica a

otelului.

Plasele sudate sunt produse sub forma de produs standardizat sau la

comanda. Produsul executat la comanda are diametrele barelor si spatiile

dintre ele impuse de beneficiar. Produsul standardizat este livrat intr-un

numar limitat de diametre si distante intre bare.

_____________________________________________________________________ 2-4


Materialul de baza din care sunt confectionate plasele sudate il

reprezinta sarmale nervurate, netede sau amprentate. Diametrele utilizate

sunt cuprinse intre 4 si 12 mm pentru sarmale prelucrate la rece si intre 6

si 16 mm pentru cele prelucrate la cald.

Tipul otelului este acelasi in ambele situatii : 500 sau 480 (460)

pentru otelul prelucrat la rece si 500 sau 450 pentru cel prelucrat la cald.

2.1.2. Oteluri folosite in Romania

Pentru plasele sudate uzinate executate in Romania la Ductil Steel

Buzau se utilizeaza sarma trefilata mata si profilata.

Sarma trefilata mata se realizeaza din otel carbon cu un continut

redus de carbon ( C 0.2 % ) de tipul otelului OL 37. Caracteristicile mecanice ridicate se obtin prin ecruisarea barelor

laminate obtinute prin trecerea repetata prin filiere cu orificii din ce in ce

mai mici. Se obtine o crestere a rezistentei la rupere si a limitei

conventionale (tehnice) de curgere (sarma trefilata mata neavand un

palier de curgere, limita de curgere se defineste conventional prin

valoarea efortului unitar la care deformatia remanenta atinge valoarea

0.2%), insotita de o scadere sensibila a deformabilitatii plastice.

Utilizarea sarmelor amprentate sau profilate la realizarea plaselor

sudate confera elementelor din beton armat in care sunt folosite un regim

de fisurare mai favorabil concretizat prin distante mai reduse intre fisuri si

intotdeauna prin deschideri mai mici ale acestora.

De asemenea, imprastierea valorilor deschiderilor fisurilor fata de

valoarea medie si sensibilitatea fata de calitatea betonarii sunt mai reduse

in cazul utilizarii sarmei amprentate sau profilate fata de situatia sarmei

trefilate mate. _____________________________________________________________________

2-5


_____________________________________________________________________ 2-6

Totodata sarmele amprentate sau profilate prezinta o imbunatatire a

comportarii din punct de vedere al ancorarii armaturii precum si o

imbunatatire a comportarii in zonele de innadire.

Conditiile mecanice pe care trebuie sa le indeplineasca plasele

sudate executate din sarma neteda respectiv din sarma cu profil periodic

sunt precizate in Anexa 2 conform standardului SR 438-3.

Geometria barelor profilate sau amprentate influenteaza in mare

masura conlucrarea betonului cu armatura si aderenta.

Inaltimea nervurii sau adancimea amprentei, respectiv distanta

dintre ele, reprezinta parametrii de baza in asigurarea unei aderente

corespunzatoare.

Influenta acestor parametri este cuantificata prin factorul fR care

reprezinta aria specifica a proiectiilor nervurii, respectiv raportul dintre

aria nervurii si aria sectiunii barei.

Expresiile care sunt recomandate de standardul european ENV

10080 si cel romanesc SR 438-4 sunt date in Anexa 4.

Valorile minime ale factorului fR pentru care barele sunt

considerate ca avand o aderenta buna sunt date in tabelul 2.2.

Tabelul 2.2 Diametrul nominal

(mm) 56 6.58.5 910.5 1140

fR 0.039 0.045 0.052 0.056

Sub aceste valori barele sunt considerate ca fiind netede, cu o

aderenta redusa. La valori sporite ale factorului fR aderenta se

imbunatateste in schimb cedarea devine casanta si creste pericolul

despicarii betonului.


_____________________________________________________________________ 2-7

Valorile date in tabelul 2.2 pentru fR au la baza experimente care au

avut in vedere starile limita ale exploatarii si asigurarea unor lungimi de

ancorare care sa conduca la deschideri mici ale fisurilor si la valori ale

deformatiilor in limitele acceptate.

Cercetari viitoare vor fi necesare pentru a optimiza forma si

distantele dintre nervuri astfel incat aderenta dintre beton si armaturi sa

asigure si ductilitatea elementului la stari limita ultime respectand

capacitatea de deformare impusa zonelor cu deformare plastica.

Comportarea net superioara a elementelor armate cu plase din bare

profilate a facut ca in Comunitatea Europeana acestea sa fie utilizate

obligatoriu ca armaturi de rezistenta. O asemenea optiune se impune si in

cazul Romaniei.

2.2. Caracteristici ale plaselor sudate

2.2.1. Notatii si reprezentari

Notarea si reprezentarea plaselor sudate in desenele de executie ale

elementelor din beton armat prezinta o serie de diferente importante in

raport cu situatia armarii cu bare izolate.

In Romania, standardul SR 438-3 [2] prevede ca mod de notare a

plaselor urmatoarele informatii :

- plasa sudata conform SR 438-3

- S ( simbol pentru plase sudate speciale )

- distanta dintre barele longitudinale si cele transversale

- lungime x latime, in metri

- numar desen

- numar pozitie

- diametrul sarmelor longitudinale, respectiv transversale cu


precizarea standardului de produs.

Exemplu de notare :

* Plase obisnuite

Plasa sudata SR 438-3-150mm x 200mm-5m x 2m, SPPB-8 SPPB-6 SR

438-4, 6mm

Plasa sudata SR 438-3-150mm x 200mm-5m x 2m, STNB-4 SR 438-4

* Plase speciale

Plasa sudata SR 438-3,S,6,2m x 3,4 m, numar desen 318, numar pozitie

3, SPPB-8 SPPB-6 SR 438-4

B = distanta dintre

barele extreme

longitudinale L

B

P1L = distanta dintre

barele extreme

transversale

Fig. 2.2 Reprezenterea plaselor sudate

Plasele sudate se reprezinta in planurile proiectelor prin

dreptunghiuri cu diagonale, laturile dreptunghiului fiind egale cu

distantele intre axele barelor extreme longitudinale, respectiv

transversale. Indicativul P1 corespunde pozitiei ocupate in extrasul de

plase sudate.

2.2.2. Sortimente de plase sudate

Plasele sudate produse de firma Ductil Steel Buzau [12] sunt

realizate din bare profilate. _____________________________________________________________________

2-8


_____________________________________________________________________ 2-9

Gama diametrelor sarmelor variaza intre 310 mm pentru cele netede si intre 410 mm pentru cele profilate. Dimensiunile disponibile ale ochiurilor sunt : 100 x 50 ; 100 x

100 ; 150 x 150 si 200 x 200 mm.

Plasele sunt livrate de regula sub forma panourilor avand

dimensiuni de 6000 x 2450 mm si 5000 x 2150 mm.

La realizarea plaselor sudate sarmele profilate trebuie sa

indeplineasca pe langa cerintele legate de limita de curgere si rezistenta la

rupere si conditii referitoare la geometria nervurilor - Anexa 4.

Aceasta este importanta pentru asigurarea unei aderente

corespunzatoare atat la verificarile la starile limita ale exploatarii cat si la

verificarile la starile limita ultime.

Geometria sarmei profilate utilizate la realizarea plaselor sudate

respecta atat prevederile normei germane DIN 488 cat si ale standardului

romanesc SR 438-4 [6].

Caracteristicile mecanice necesare sarmelor netede si amprentate

utilizate la Ductil Steel Buzau sunt date in Anexa 3.

cap 2

Documents

Transcript of cap 2